Команда океанских роботов, развернутых в январе 2018 года, в течение прошлого года были первыми океанскими роботами с самостоятельным управлением, которые успешно путешествуют под ледниковым щитом и возвращаются для сообщения о долгосрочных наблюдениях.
Помимо простого выживания, роботизированная миссия — партнерство между Колледжем окружающей среды Университета Вашингтона, Лабораторией прикладной физики UW, Земной обсерваторией Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, Корейским институтом полярных исследований и Фондом семьи Пола Аллена — имеет рисковал 18 раз под шельфовым ледником, неоднократно преодолевая глубину более 40 километров (25 миль), среди самых дальних поездок в эту коварную среду.
«Это первый раз, когда на любой современной долговечной платформе проводятся постоянные измерения под шельфовым льдом», — сказал Крейг Ли, профессор океанографии UW и сотрудник Лаборатории прикладной физики. «Мы провели обширные измерения внутри полости. Планеры могли по своему желанию ориентироваться, чтобы исследовать внутреннюю часть полости, в то время как поплавки ехали по океанским течениям, чтобы получить доступ к внутренней части полости.
«Это важный шаг вперед», — добавил Ли. «Это первый раз, когда мы смогли сохранить постоянное присутствие в течение целого года».
Проект, финансируемый Фондом семьи Пола Г. Аллена, стремится продемонстрировать технологию и собрать больше данных с нижней стороны шельфовых ледников, которые поддерживают гораздо большие ледяные щиты. Прямые наблюдения за тем, как более теплая морская вода взаимодействует с нижней частью шельфовых ледников, улучшили бы модели динамики ледникового щита в Антарктике и Гренландии, которые содержат самые большие неизвестные для глобального повышения уровня моря.
«Некоторые ледяные щиты заканчиваются большими ледяными шельфами, которые всплывают над океаном, и они действуют как опора», — сказал Ли. «Если шельфовые ледники разрушаются или ослабевают, например, из-за таяния океанов, ледяные щиты за ними могут ускоряться к морю, увеличивая скорость подъема уровня моря».
«Большая часть неопределенности в глобальных прогнозах повышения уровня моря на десятилетия или столетия связана с ледяными щитами, которые могут составить от 1 фута до целых 6 футов к 2100 году», — сказал Пьер Дютриё, профессор океанографии в Ламонт-Доэрти. Земная обсерватория. «Ключевой движущей силой является взаимодействие с океанской жарой, и эти новые инструменты открывают привлекательные перспективы для улучшения текущего понимания».
Миссия была направлена в конце 2017 года для проверки нового подхода к сбору данных под ледяным шельфом, и 24 января 2018 года устройства были сброшены с корейского ледокола R / V Araon. На этой неделе два навигационных Seagliders достигли вехи одного года непрерывной работы вокруг и под шельфовым ледником.
Подводные лодки-роботы, эксплуатируемые Британской антарктической службой, известные как Autosub3 и Boaty McBoatface , в 2009, 2014 и 2018 годах успешно совершили 24- или 48-часовые рейсы. Эти миссии обследовали аналогичные расстояния в полости, но отбирали образцы за более короткие периоды из-за необходимости поддержка корабля.
В отличие от этого, технология команды из США состоит из небольших, более легких устройств, которые могут работать самостоятельно в течение более года без какой-либо поддержки корабля. Экспериментальная техника группы сначала пришвартовала три акустических маяка к морскому дну, чтобы позволить навигацию под шельфовым льдом. Затем он отправил трех Seagliders, плавательных роботов, разработанных и изготовленных в UW, для использования запрограммированных навигационных систем для перемещения под шельфовым ледником для сбора данных.
Миссия также развернула четыре разработанных UW плавающих инструмента EM-APEX, которые дрейфуют с токами на заранее выбранных глубинах выше дна или ниже верха полости, при этом периодически подпрыгивая вверх и вниз, чтобы собрать больше данных. Все четыре этих дрейфующих инструмента успешно прошли глубоко под шельфовым ледником с более тяжелой, соленой водой у морского дна. Три были смыты свежей талой водой около верхней части ледяной полости примерно через шесть-восемь недель. Один поплавок оставался под водой гораздо дольше, только чтобы появиться 5 января.
За прошедший год парк роботов достиг нескольких этапов:
- Seaglider достиг максимального расстояния в 50 километров (31 миля) от края под ледяным шельфом Dotson в Западной Антарктиде;
- Seagliders совершили в общей сложности 18 полетов в полость, при этом самое длинное путешествие составило 140 километров (87 миль) пути под полкой;
- Seagliders также провели 30 съемок вдоль поверхности ледяного шельфа;
- Через год два из трех Seagliders отчитываются;
- Нынешним летом в Южном полушарии один из «Морских ползунов» вернулся под шельфовый ледник и совершил два примерно 62-километровых путешествия;
- Еще один Seaglider начнет второй год отбора проб на поверхности шельфового ледника ;
- Три дрейфующих поплавка прошли под шельфовым ледником Дотсона и вернулись в начале 2018 года;
- После 11 месяцев подо льдом четвертый поплавок долетел до дома в середине января 2019 года недалеко от соседнего шельфового ледника Кроссона.
Исследователи в настоящее время анализируют данные для будущей публикации, чтобы лучше понять, как морская вода взаимодействует с ледяными шельфами, и улучшить модели поведения ледникового щита.
